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紅外遙控的發射和接收原理

時間:2011-08-30 11:47來源:Internet 作者:Internet 點擊:
  为了更直觀地讓大家理解紅外遙控的原理,這篇文章用圖片來幫你理解紅外遙控的發射管原理和接收原理。 紅外遙控的概述: 紅外線的光譜位於紅色光之外, 波長是0.76~1.5μm,比紅光的波長還
 

为了更直觀地讓大家理解紅外遙控的原理,這篇文章用圖片來幫你理解紅外遙控的發射管原理和接收原理。

紅外遙控的概述:

紅外線的光譜位於紅色光之外, 波長是0.76~1.5μm,比紅光的波長還長。紅外遙控是利用紅外線進行傳遞信息的一種控制方式,紅外遙控具有抗幹擾,電路簡單,容易編碼和解碼,功耗小,成本低的優點。紅外遙控幾乎适用所有家電的控制。

一、紅外遙控系統結構
紅外遙控系統的主要部分为調制、發射和接收,如圖1 所示:

圖1 紅外遙控系統

1.調制

紅外遙控是以調制的方式發射數據,就是把數據和一定頻率的載波進行“與”操作,這样既可以提高發射效率又可以降低電源
功耗。

調制載波頻率一般在30khz到60khz之間,大多數使用的是38kHz,占空比1/3的方波,如圖2所示,這是由發射端所使用的
455kHz晶振决定的。在發射端要對晶振進行整數分頻,分頻系數一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。


圖2 載波波形

1.發射系統

目前有很多種芯片可以實現紅外發射,可以根據選擇發出不同種類的編碼。由於發射系統一般用電池供電,這就要求芯片
的功耗要很低,芯片大多都設計成可以處於休眠狀態,當有按鍵按下時才工作,這样可以降低功耗芯片所用的晶振應該有
足夠的耐物理撞擊能力,不能選用普通的石英晶體,一般是選用陶瓷共鳴器,陶瓷共鳴器准確性沒有石英晶體高,但通常
一點誤差可以忽略不計。

紅外線通過紅外發光二極管(LED)發射出去,紅外發光二極管(紅外發射管)內部構造與普通的發光二極管基本相同,材料和普通發光二極管不同,在紅外發射管兩端施加一定電壓時,它發出的是紅外線而不是可見光。


圖3a 簡單驅動電路                        圖3b 射擊輸出驅動電路

如圖3a和圖3b是LED的驅動電路,圖3a是最簡單電路, 選用元件時要注意三極管的開關速度要快,還要考慮到LED的正向
電流和反向漏電流,一般流過LED的最大正向電流为100mA,電流越大,其發射的波形強度越大。

圖3a電路有一點缺陷,當電池電壓下降時,流過LED的電流會降低,發射波形強度降低,遙控距離就會變小。圖3b所示的
射極輸出電路可以解决這個問題,兩個二極管把三級管基極電壓鉗位在1.2V左右,因此三級管發射極電壓固定在0.6V左右,
發射極電流IE基本不變,根據IE≈IC,所以流過LED的電流也基本不變,這样保證了當電池電壓降低時還可以保證一定的遙
控距離。

1.一體化紅外接收頭

紅外信號收發系統的典型電路如圖1所示,紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中,成为一體化紅外接收頭。
內部電路包括紅外監測二極管,放大器,限副器,帶通滤波器,積分電路,比較器等。紅外監測二極管監測到紅外信號,
然後把信號送到放大器和限幅器,限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平,而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流
信號進入帶通滤波器,帶通滤波器可以通過30khz到60khz的負載波,通過解調電路和積分電路進入比較器,比較器輸出
高低電平,還原出發射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發射端是反相的,這样的目的是为了提高接收的靈敏度。

一體化紅外接收頭,如圖5a、5b所示:


圖5a 小體積接收頭IRM38B引腳                            圖5b大體積接收頭IRM38A引腳

紅外接收頭的種類很多,引腳定義也不相同,一般都有三個引腳,包括供電腳,接地和信號輸出腳。根據發射端調制
載波的不同應選用相應解調頻率的接收頭。

紅外接收頭內部放大器的增益很大,很容易引起幹擾,因此在接收頭的供電腳上須加上滤波電容,一般在22uf以上。
有的廠家建議在供電腳和電源之間接入330歐電阻,進一步降低電源幹擾。

紅外發射器可從遙控器廠家定制,也可以自己用單片機的PWM產生,家庭遙控推薦使用紅外發射管(L5IR4-45)的可產生37.91KHz的PWM, PWM占空比設置为1/3, 通過簡單的定時中斷開關PWM, 即可產生發射波形。

光電一體化紅外接收頭的典型電路

因为一體化紅外接收頭已經將低噪音放大器,限幅器,帶通滤波器,解調器,以及整形驅動電路等集成在一起.所以電路做起來也非常簡單,下面介紹一下萬州光電紅外一體化接收頭的典型電路供参考:


From:http://blog.csdn.net/bbdxf/article/details/6728340
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